DE3109955C2 - Wärmeaustauscher in Plattenbauweise für insbesondere in Lastkraftwagen oder dgl. einbaubare Verbrennungsmotoren - Google Patents

Abstract

Ein Wärmeaustauscher in Plattenbauweise für insbesondere in Lastkraftwagen od.dgl. einbaubare Verbrennungsmotoren hat zwischen Platten (1a bis 1d) angeordnete, zick-zack-förmige Lamellen (6, 7) und an jeweils zwei einander gegenüberliegenden Rändern der Platten wechselweise angeordnete stabförmige und mit den Platten mit Ausnahme von für das Vorstehen bestimmten Teilen bündigen Zwischenlagen (2 bis 5). Die Platten begrenzen Strömungskanäle für die kreuz weise Führung von Wärmeaustauschermedien, von denen eines gasförmig ist. Zur Verminderung des Ansetzens von Schmutz auf der vom gasförmigen Wärmeaustauschermedium beaufschlagten Anströmseite des Wärmeaustauschers ist diese Seite mit einer eine gleichmäßig glatte Oberfläche aufweisenden Kunststoffschicht (12) versehen, die auf dem der Anströmseite unmittelbar folgenden Teil der Oberfläche mit einer einer Strömungsablösung entgegenstehenden Neigung ausläuft. Die Kunststoffschicht gleicht die während der Herstellung der Teile des Wärmeaustauschers entstandenen Rauhigkeiten aus.

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeaustauscher entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einem bekannten Wärmeaustauscher der vorgenannten Art sind zur Verminderung des Ansatzes von Schmutz auf der von der Luft angeströmten Seite zwischen den Platten angeordnete Zwischenlagen mit ihren vorstehenden Teilen einfach oder doppelt abgeschrägt. Eine solche Ausbildung ist nicht ausreichend, um eine Verschmutzung wirksam zu vermeiden (DE-GM 19 23 039).

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Ansetzen von Schmutz an der Anströmseite des Wärmeaustauschers wirksam zu vermindern, wenn nicht gar zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 erfindungsgemäß gelöst.

Während bei den bekannten Wärmetaustauschern der vorgenannten Art von der Luft mitgeführte Schmutzteilchen an den während des Herstellungsvorganges entstandenen Rauhigkeiten, z. B. Grate, Kehlen, Rillen, Schnittkanten, Schnittflächen, Vorsprünge durch nicht ausreichend sorgfältiges Zusammensetzen der t>o Teile des Wärmeaustauschers oder dgl., hängenbleiben, sind diese Rauhigkeiten erfindungsgemäß durch die Kunststoffschicht überdeckt. An der glatten, gleichmäßigen Fläche der Kunststoffschicht bleiben von der Luft mitgeführte Unreinigkeiten, die häufig ölhaltig sind, kaum noch oder nicht mehr hängen, so daß der erfindungsgemäße Wärmeaustauscher eine wesentlich längere Betriebszeit als bekannte Wärmeaustauscher

Es ist auch bekannt, die Anströmseiten von Wärmeaustauschern mit einer Kunststoffschicht zu schützen und die Schicht sirömungstechnisch so auszuführen, daß sie einer St! ömungsablösung entgegensteht. Die bekannten Kunststoffschichten dienen dem Schutz gegen Korrosions- und/oder Erosionsangriffe. Hierzu ist beim DE-GM 79 10 819 eine Rohrschutzhülse aus Kunststoff für ein Wärmeaustauscherrohr vorgesehen. Um die Strömung derart zu führen, daß in Fließrichtung hinter dem Ende der Rohrschutzhülse Erosionen am Metallrohr weitgehend vermieden werden, erhält die Rohrschutzhülse eine entsprechende strömungstechnische Ausbildung in Form von Vorspüngen oder Führungsleisten auf ihrer Innenseite.

Bei dem durch das DE-GM 77 02 562 bekannten Dampfkondensator sind zum vorgenannten Zweck die über die Rohrboden vorstehenden Enden der Rohre aufgeweitet und in die aus Kunststoff bestehenden Beschichtungen der Rohrboden eingebettet. Hierdurch soll ein möglichst wirbelfreier Ein- oder Austritt des Kühlwassers in die Rohre bzw. aus den Rohrenden gewährleistet sein und die Gefahr des Eindringens von Kühlmittel zwischen die Stirnkanten der Rohrenden und der Beschichtung ausgeschlossen werden.

Die Verwendung von Kunstharz als Beschichtungswerkstoff für metallische Wärmeaustauscherflächen ist auch durc!: die DE-AS 12 64 462 zum Zwecke des Korrosionsschutzes bekannt. Durch die vorgenannte Erfindung soll jedoch der Wärmeaustauscher nicht gegen Korrosion geschützt werden, sondern der Schmutzansatz auf der Anströmseite des Wärmeaustauschers soll wesentlich vermindert oder gar verhindert werden.

Eine Verbesserung der Wirkung bei der Vermeidung des Ansatzes von Schmutz an der Anströmseite des Wärmeaustauschers wird durch die Merkmale des Anspruches 2 erreicht.

Eine besonders günstige Ausbildung der Anströmseite des Wärmeaustauschers betreffen die Merkmale des Anspruches 3.

Nachstehend wird eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers anhand von Zeichnungen näher erläutert. In dieser ist ein für einen Verbrennungsmotor eines Lastkraftwagens bestimmter luftgekühlter ölkühler schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine Ansicht der Anströmseite,

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie H-II in Fi g. 1.

Rechteckige Platten 1, la, Xb, Ic, Xd usw. sind in Abständen voneinander angeordnet, wobei die Abstände zwischen den Platten 1 und la, Xb und 1 cgrößer sind als die Abstände zwischen den Platten Xa und Xb, lcund Xd An einander gegenüberliegenden Rändern der Platten sind im Querschnitt rechteckige, stabförmige Zwischenlagen 2, 2b auf der einen Seite und im Querschnitt dachfirstartige Zwischenlagen 3, 3b auf der anderen Seite vorgesehen. Der dachförmige Teil der Zwischenlagen 3, 3b ragt nach außen vor. Senkrecht zu den stabförmigen Zwischenlagen 2 und 3 sind zwischen den Platten 1 und Xa, Xb und Xc entsprechende Zwischenlagen 4, 4a, 4b bzw. 5, 5a, 5b vorgesehen. Die Platten und die Zwischenlagen sind mittels einer Lötverbindung miteinander verbunden. Die ganze Anordnung der Platten und der Zwischenlagen ist so getroffen, daß in Richtung der Pfeile A und senkrecht dazu Durchflußkanäle vorhanden sind. In den einen Durchflußkanälen befinden sich in Richtung der Pfeile A gesehen zick-zack- oder wellen-förmige Lamellen 6, die

in Längsrichtung schlangenlinienförmig verlaufen. In den anderen Durchflußkanälen befinden sich nebeneinander angeordnete, mehrfach abgewinkelte Lamellenbänder 7, die versetzt zueinander angeordnet sind. An den beiden Enden der anderen Durchflußkiiiäle ist je ein Sammelkasten 8 bzw. 9 angeordnet. Die Platte 1 ist zugleich das Seitenteil des ölkühlers und wird ebenso wie die übrigen Platten und Zwischenlagen mit den Sammelkästen 8 und 9 jeweils durch Schweißen verbunden.

An der durch das gasförmige Wärmeaustauschermedium in Pfeilrichtung A beaufschlagten Stirnseite des ölkühlers ist eine Kunststoffschicht 12, insbesondere aus Polyamid, vorgesehen, die etwa 10 mm bis 20 mm ins Innere der einen Durchflußkanäle reicht und auf der Anströmseite die Platten 1 bis Id, die Zwischenlagen 3, 3b, die Lamellen 6 und gegebenenfalls Teile der Zwischenlagen 4 und 5 sowie der Sammelkästen 8,9 und der Schweißraupe abdeckt. Die Kunststoffschicht wird aufgebracht, nachdem das Netz, das sind die die Rohre bildenden Teile und die dazwischen angeordneten Lamellen, zusammengelötet ist, und die Sammelkästen 8,9 mit dem Netz verbunden sind.

Die Kunststoffschicht ist so dick, daß sie während des Herstellungsvorganges des Ölkühlers entstandenen Rauhigkeiten, ζ. B. Grate, Kehlen, Rillen, Vorsprünge, Vertiefungen oder dgl. abdeckt, den freien Kanalquerschnitt aber so wenig wie möglich einengt. Die Kunststoffschicht 12 hat eine glatte, gleichmäßige Oberfläche. Im Querschnitt nach F i g. 2 gesehen, ist die Kunststoffschicht stromlinienförmig ausgebildet. Senkrecht zu den Pfeilen A liegende Flächen sind durch die Kunststoffschicht derart abgerundet, daß ein möglichst geringer Anteil an senkrecht zu den Pfeilen liegenden Flächen vorhanden ist. Dadurch entsteht ein Ablenkungseffekt, der zusätzlich zu der glatten, gleichmäßigen Fläche einem Ansetzen von Schinutzteilchen entgegensteht. Um die als Strömungsprofil ausgebildete Kunststoffschicht werden Schmutzteilchen herumgeführt und prallen möglichst nicht an diese Schicht an.

Wenn durch nicht sorgfältiges Zusammensetzen der Platten und der Zwischenlagen Vertiefungen oder Ecken entstehen, beispielsweise wenn die Zwischenlage 3 entgegen der Darstellung übersteht oder zurücksteht oder wenn Lot über die miteinander verbundenen Teile übersteht, werden auch diese Unregelmäßigkeiten von der Kunststoffschicht 12 abgedeckt.

Die Erfindung ist auch bei Wärmeaustauschern in Plattenbauweise für Verbrennungsmotoren anwendbar, die in Omnibussen, in der Landwirtschaft, in der Bauwirtschaft oder dgl. eingesetzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Wärmeaustauscher in Plattenbauweise insbesondere für in Lastkraftwagen oder dgl. einbaubare Verbrennungsmotoren mit zwischen Platten angeordneten, zick-zack-förmigen Lamellen und mit an jeweils zwei einander gegenüberliegenden Rändern der Platten wechselweise angeordneten stabförmigen und mit Platten mit Ausnahme von für das Vorstehen bestimmten Teilen bündigen Zwischenlagen, wobei die Platten Strömungskanäle für die kreuzweise Führung von Wärmeaustauschermedien begrenzen, von denen eines gasförmig ist, dadurch gekennzeichnet, daß die vom gasförmigen Wärmeaustauschermedium beaufschlagte Anströmseite des Wärmeaustauschers mit einer eine gleichmäßig glatte Oberfläche aufweisenden Kunststoffschicht (12) verrehen ist, die auf dem der Anströmseite unmittelbar folgenden Teil der Oberfläche mit einer einer Strömungsablösung entgegengstehenden Neigung zur Anströmrichtung (A)ausläuft und deren Dicke so bemessen ist, daß sie die während der Herstellung der Teile des Wärmeaustauschers entstandenen Rauhigkeiten ausgleicht.

2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die übrige Oberfläche der Kunststoffschicht (12) im wesentlichen im Winkel zur Anströmrichtung ^verläuft.

3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht (12) im Querschnitt gesehen stromlinienförmig ausgebildet ist.